一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统及其控制方法与流程

本发明属于电站锅炉烟气余热利用及深度调峰，是一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统及其控制方法。

背景技术：

1、现役燃煤机组普遍采用以回热再热朗肯循环为基础的热力循环，电能转化的能量来源于锅炉燃烧，提高煤炭的利用效率是火电技术发展始终追求的目标。除了提高蒸汽参数、降低冷端背压、优化热力系统等技术外，深度利用锅炉尾部烟气余热也必不可少。

2、锅炉烟气余热指的锅炉尾部空预器出口的烟气热量，温度一般在120～150℃，这部分热量无法被锅炉继续利用，通过除尘器、脱硫塔后降温至50℃左右排入大气，热量全部损失的同时，消耗大量冷却水。为实现余热回收，传统的余热利用技术多是将换热器布置在空预器之后，仅能回收低品位的烟气热量加热低温凝结水，排挤低能级抽汽进行发电，余热利用效率较低。近些年，设置空预器旁路的烟气余热深度利用系统逐步得到应用，与过往相比，该技术在保证余热充分吸收的同时，大幅提高了余热的利用品质。然而，在实际的工程应用中，该系统仍存在一些问题亟待解决，包括：(1)该系统缺发有效的烟温调整手段，机组深度调峰工况下锅炉尾部烟气温度偏低，尾部设备低温腐蚀风险较大；(2)系统控制变量较多，缺乏有效的控制方法来实现各负荷工况下余热利用系统效益最大化。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统及其控制方法，既能够解决低负荷下锅炉尾部排烟温度低难以调节的问题，同时又能够尽可能的提高锅炉烟气余热利用效益。

2、基于此，本发明提供一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统及其控制方法。

3、本发明提供了一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统及其控制方法，本发明提供了以下技术方案：

4、一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统，所述系统包括：空预器旁路烟道、热一次风调温装置，尾部一级低温省煤器，二级低温省煤器，热媒水暖风器，凝结水换热器，低压蒸汽加热器，热媒水升压泵和热媒水膨胀水箱；

5、所述空预器旁路烟道进口布置有烟气关断门和烟气调节挡板，烟道内布置有一级高压加热器和二级低压加热器，分别用于加热汽轮机的高压给水和凝结水，从而排挤汽轮机的高中压缸和低压缸抽汽，增加汽轮机做功能力。

6、优选地，所述热一次风调温装置布置在空预器出口的热一次风道内，吸收热一次风的多余热量加热高压给水，排挤汽轮机高中压缸抽汽增加做功能力，同时减少制粉系统的冷风掺入量，增加锅炉有组织进风量，适当降低排烟温度。

7、优选地，所述尾部一级低温省煤器和二级低温省煤器分别布置在除尘器进口和脱硫塔进口，用于充分吸收锅炉尾部的烟气热量。

8、优选地，二级低温省煤器间采用热媒水串联，吸收的热量绝大多数通过热媒水暖风器加热空预器进口的冷风，弥补因烟气量减少而导致的锅炉效率降低，剩余部分通过凝结水换热器加热低温凝结水，排挤汽轮机低压缸抽汽。

9、优选地，为了克服系统阻力，热媒水系统管路上布置有热媒水升压泵。

10、优选地，热媒水系统管路上布置有热媒水膨胀水箱，采用高位布置方式，膨胀膨胀水箱的补水取自凝结水。

11、优选地，所述低压蒸汽加热器串联布置在热媒水系统上，引入辅助蒸汽加热热媒水间接提高空预器进口冷风温度，不运行时可切除。

12、一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统的控制方法，包括以下步骤：

13、步骤1：以保证锅炉效率不降和旁路烟气焓降等同于烟气余热理论利用量最大值为原则，根据空预器的换热特性和挡板的调节特性确定空预器旁路烟道入口调节挡板开度随锅炉负荷的变化曲线；

14、步骤2：调节空预器旁路一级换热器的工质流量，控制换热器出口工质温度与锅炉给水温度接近；

15、步骤3：调节空预器旁路二级换热器的工质流量，控制换热器出口水温与除氧器进口水温接近；

16、步骤4：调节热一次风调温装置的工质流量，控制换热器出口热风温度使其满足制粉系统干燥需求；

17、步骤5：调节热媒水流量，控制尾部一级、二级低温省煤器的出口烟温分别为90℃和85℃，调节各热媒水暖风器流量，保持各暖风器出口风温尽量一致，原则上应尽量控制减少凝结水换热器流量；

18、步骤6：当空预器旁路烟气调节挡板全关且除尘器进口烟温低于90℃时，投用低压蒸汽加热器并逐步增大蒸汽流量，提高进入低温省煤器的热媒水温度，逐步提高除尘器进口烟温至90℃。

19、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统的控制方法。

20、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统的控制方法。

21、本发明具有以下有益效果：

22、本发明与现有技术相比：

23、本发明将锅炉尾部的烟气热量分多级充分回收利用，提高了烟气热量利用效率，进一步适应火电机组频繁深度调峰的现实要求，解决锅炉低负荷尾部排烟温度低的问题，同时又为系统的优化运行提供明确的控制策略，保证烟气余热利用系统运行的安全性和经济性。

技术特征：

1.一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统，其特征在于，所述系统包括：空预器旁路烟道、热一次风调温装置，尾部一级低温省煤器，二级低温省煤器，热媒水暖风器，凝结水换热器，低压蒸汽加热器，热媒水升压泵和热媒水膨胀水箱；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

8.一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求8的方法。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征是：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8的方法。

技术总结本发明是一种适应深度调峰的电站锅炉烟气余热深度梯级利用系统及其控制方法。本发明属于电站锅炉烟气余热利用及深度调峰技术领域，本发明包括空预器旁路烟道、热一次风调温装置、尾部两级低温省煤器、热媒水暖风器、凝结水换热器、低压蒸汽加热器、热媒水升压泵和热媒水膨胀水箱，所述空预器旁路烟道内布置有旁路一级高压加热器和旁路二级低压加热器。本发明通过控制各负荷下的空预器旁路烟气份额、调节各级换热器的出口工质温度以及低压蒸汽加热器的投用条件，实现烟气余热利用效益的最大化。本发明将锅炉尾部的烟气余热分多级回收利用，既提高了烟气余热的整体利用能级，又解决了深度调峰工况下锅炉尾部排烟温度偏低的问题。技术研发人员：林跃,于海义,李贵鹏,吕晨光,王凤良,孙旭,刘帅,白公宝,任衍辉,刘巍栋,王腾飞,谷增义受保护的技术使用者：大唐郓城发电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20